【Java】JVM基本组成

news2024/12/27 15:38:37

一、JDK、JRE、JVM

JDK：全称 “Java Development Kit” Java 开发工具包，提供 javac编译器、jheap、jconsole 等监控工具;

        JRE：全称 “Java Runtime Environment” Java 运行环境，提供 class Library 核心类库+JVM;

        JVM：全称“Java Virtual Machine”Java 虚拟机，用于运行 Java 应用程序。

二、Java程序执行过程

1. 编译：通过 javac 命令，调用 JDK 编译器，将 *.java 源文件编译成 *.class 字节码文件。

2. 执行：通过 java 命令，调用 JVM 虚拟机，执行 *.class 字节码文件。

三、Java程序的跨平台

1. 计算机平台是什么

我们通常把CPU 处理器与操作系统构成的系统架构，称为计算机平台。

2. 跨平台的原因

通用的字节码：不同的平台，相同的源代码，编译的字节码是相同的，所以字节码文件可以在不同平台“通用”；

不同的JVM：不同的平台，执行字节码时，都需要各自的虚拟机版本，用于将字节码翻译成当前平台可以执行的机器码指令。

四、静态编译器

通过 JDK 提供的静态编译器，将 Java 源文件编译成字节码文件。

编译过程包括:

（1）词法分析：通过空格分隔出源代码中的单词、操作符、控制符等信息，将其形成 token 信息流，传递给语法解析器。

（2）语法分析：将 token 信息流按照 Java 语法规则，组装成一颗语法树。

（3）语义分析：对语法树进行关键字使用、类型匹配、作用域等语法检查。

（4）字节码：当语义分析完成后，可以生成字节码。

五、字节码

当1个 Java 源文件被编译后，就会按照 JVM 规范和字节码定义，产生1个class 字节码文件，文件内容由 10 个固定部分组成。

六、JVM执行方式

JVM 以解释+编译混合模式，执行字节码文件。

        1. JVM 的执行方式以解释执行为主。执行过程中，JVM 将每个字节码文件中的每个指令，通过解释器转换成当前平台可以识别的机器码，然后交给CPU 执行。

        2. 为了提高执行效率，JVM 还会在运行期间，JVM 通过热点代码的统计分析，识别高频的方法调用，循环体、公共模块等，当超过阈值时，JVM 会基于 JIT 即时编译器（ just-in-time compiler ）将热点代码转换成机器码，直接交给 CPU 执行，提高执行效率。

a. client 模式下默认阈值是1500次，在Server模式下是 10000 次。

JVM 解释器：程序执行的时候，解释器首先发挥作用，省去了编译器编译时间，加快程序的执行效率。

JIT 编译器：在程序运行过程中，随着时间的推移， JIT 开始慢慢发挥了作用，把热点代码编译成本地代码后，以后执行相同的代码，即可直接交给CPU 执行，带来更高的执行效率。